机械测试技术课后习题.pdf

第第 1 章作业章作业(2013/4/9-2013/4/25) 题目内容：题目内容： 填空题填空题 1、测试系统通常由_、_和_等环节组成。 选择题选择题 2、信号是信息的_。 A 载体 B 描述 C 形式 D 数量表示 客观题答案分数：客观题答案分数： 1:传感器、中间变换装置、显示记录装置(50 分) 2:A(50 分) 第第 2 章作业章作业(2013/4/16-2013/5/6) 题目内容：题目内容： 填空题填空题 1、 电感式传感器是基于_原理；涡电流式传感器的工作原理是利用金属导体在 交变磁场中的_效应；压电式传感器的工作原理是利用某些材料的_效应。 2、全桥的各桥臂上各并联一只相同参数的应变片，其灵敏度_。 选择题选择题 3、变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随_而增大。 A 间隙的减小 B 间隙的增大 C 电流的增大 D 电压的增大 4、下列传感器中不存在非线性误差的是_。 A 变阻器式传感器 B 变极距型电感传感器 C 极距变化型电容传感器 D 面积变化型电容传感器 问答题问答题 5、什么是压电效应？简述利用压电传感器测量压力的工作原理。 6、什么是霍尔效应？试举出两个应用霍尔元件测量的例子。 7、电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优点？ 客观题答案分数：客观题答案分数： 1:电磁感应、电涡流 、压电(10 分) 2:不变(10 分) 3:A(10 分) 4:D(10 分) 主观题答案分数：主观题答案分数：(60(60 分分) ) 5、答：某些物质、如石英、钛酸钡等，当受到外力作用时，不仅几何尺寸发生 变化，而且内部极化，表面上有电荷出现，形成电场。当外力去掉时，又重新回 复到原不带电状态，这种现象称为压电效应。实验证明，在极板上积聚的电荷 量q 与晶片所受的作用力F成正比， 即， 电荷由导线引出接入测量电路， 测得电荷的多少即可测量出压力。 6、答：金属或半导体薄片（霍尔片）置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于 电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。 （1）霍尔线位 移传感器，在两个反向放置的磁铁中放置霍尔片。当霍尔片处于平衡位置，初始 输出电动势为零。当霍尔片作横向位移时，霍尔传感器总输出电动势为位移的函 数。 （2）测角位移的霍尔传感器，在一均匀的磁场中放置一霍尔元件，当转动霍 尔元件时， 通过霍尔片磁通量变化， 产生的霍尔电势与元件和磁场的夹角 有关。 即，利用上式关系，就可以测量角位移。 7、答：两种应变片的主要区别：电阻丝应变片主要利用导体形变引起电阻的变 化， 而半导体应变片利用半导体电阻率变化引起电阻的变化。电阻丝应变片随温 度变化小，半导体应变片的灵敏度大。 第第 3 章作业章作业-1(2013/4/27-2013/5/10) 题目内容：题目内容： 填空题填空题 1、窗函数在时域变窄，则其频域的频带_。 2、周期信号的频谱具有三个特点：_、_ 、_。 3、傅立叶变换是将时间信号变换成_，突出信号的_特征。 4、周期信号频谱的特点为_、_和_。 5、各态历经随机过程任意单个样本函数的（时间）平均统计特征等于该过程的 _平均统计特征。 6、将信号在时域进行扩展，则信号在频域将_。 7、描述非周期信号的数学工具是_；描述周期信号的数学工具是_。 第第 4 章作业章作业-1(2013/5/23-2013/6/13) 题目内容：题目内容： 填空题填空题 1、一阶系统的动特性参数是_，为使动态响应快，该参数_。 2、滤波器根据选频作用分为：_、_、_、_。 3、带通滤波器的上截止频率，下截止频率，其中心频率=_。 4、测试系统实现不失真测试的条件为_和_。 5、传递函数的分母取决于_。 6、二阶测试系统的频率特性不仅与固有频率有关，还受到_影响。 7、 测试装置在稳态下， 输出信号变化量和输入信号变化量之比称之为装置的_。 输出信号的拉氏变换和输入信号的拉氏变换之比称为装置的_。输出信号的付 里叶变换和输入信号的付里叶变换之比称为装置的_。 选择题选择题 8、灵敏度越高的测试系统，_。 A 漂移越大 B 回程误差越小 C 系统越稳定 D 非线性误差越小 9、测试装置的频响函数是装置动态特性在_中的描述。 A 幅值域 B 频域 C 复数域 D 时域 10、从时域上看，系统的输出是输入与该系统脉冲响应函数的_。 A 和 B 差 C 乘积 D 卷积 11、二阶系统的阻尼比变小，则其阶跃响应的超调量_。 A 变大 B 变小 C 不变 D 为零 12、用一阶系统作测试装置，为了获得最佳的工作性能，其时间常数 _。 A 越小越好 B 越大越好 C 0.60.7 之间最好 D 负值最好 13、下列关于传递函数的叙述正确的是_。 A 输出与输入信号之比的拉氏变换 B 其表达式由输出和输 入信号决定 C 同一传递函数可表示不同的物理系统 D 物理系统不同则传递函数 也不同 问答题问答题 14、测试系统满足不失真的测量条件是什么？ 15、试说明二阶装置的阻尼比多采用 0.6-0.7 的原因？ 16、简述线性测试系统的频率保持特性，说明其工程应用意义。 客观题答案分数：客观题答案分数： 1:时间常数、越小越好(5 分) 2:2、 低通滤波器、高通滤波器 、带通滤波器 、带阻滤波器(5 分) 3:(fc1*fc2)(1/2)(5 分) 4:测试装置的幅频特性应为常数、相频特性应为直线(5 分) 5:系统的结构(5 分) 6:阻尼率(5 分) 7:灵敏度，传递函数，频率响应函数(5 分) 8:A(5 分) 9:B(5 分) 10:D(5 分) 11:A(5 分) 12:A(5 分) 13:C(5 分) 主观题答案分数：主观题答案分数：(35(35 分分) ) 14、答：测试系统满足不失真的测量条件是测试装置的幅频特性应为常数，相频 特性 15、 答： 对于二阶装置在时， 在的频率范围内， 幅频特性 的变化不超过 5%，同时相频特性也接近直线，可认为满足不失真条件。 因此二阶装置的阻尼比多采用 0.6-0.7。 16、答：频率不变性。频率不变性又称频率保持性，它表明系统的输入为某一频 率的简谐(正弦或余弦)信号时，则系统的输出将有、而且也只能有与该信号同一 频率的信号线性时不变系统的频率不变性在动态测试中具有重要的作用。例如， 已经知道测试系统是线性的，其输入信号的频率也已知，那么，在测得的输出信 号中就只有与输入信号频率相同的成分才可能是由输入引起的响应； 其他的频率 成分都是干扰噪声。利用这一特性，就可以采用相应的滤波技术，在有很强的噪 声干扰情况下，也能将有用的信息提取出来。 频域_，时域乘积对应频域_。 9、 能用确切数学式表达的信号称为_信号， 不能用确切数学表达的信号称为_ 信号。 选择题选择题 10、脉冲函数的频谱是_。 A 均匀谱 B 非均匀谱 C 逐渐增高 D 逐渐降低 11、傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的_。 A 相位 B 周期 C 振幅 D 频率 第第 5 章作业章作业(2013/6/10-2013/6/30) 题目内容：题目内容： 填空题填空题 1、调制的种类有：_、_、_。 2、电桥按照激励电压性质不同可分为_电桥和_电桥。 3、调频波是载波_随调制信号_而变。 选择题选择题 4、调幅过程相当于对信号频率的_过程。 A 放大 B 缩小 C 搬移 D 消失 5、抗频混滤波一般采用_滤波器。 A 带通 B 高通 C 低通 D 带阻 6、全桥的各桥臂上各并联一只应变片，其灵敏度_。 A 增加 1 倍 B 减小 1 倍 C 不确定 D 不变 7、自感型传感器的两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度_。 A 提高很多倍 B 提高一倍 C 降低一倍 D 降低很多倍 8、调制可以看成是调制信号与载波信号_。 A 相乘 B 相加 C 相减 D 相除 9、若一选频滤波器的幅频特性是：在间接近常数，在之间急剧衰减， 该滤波器为_滤波器。 A 低通 B 高通 C 带通 D 带阻 10、电桥电路中，灵敏度最高的是_。 A 半桥单臂 B 半桥双臂 C 全桥 D 一样高 问答题问答题 11、利用数学表达式说明调幅信号的同步解调原理。 12、 交流电桥平衡条件是什么？两个具有相同性质的阻抗在交流电桥应如何接才 可使电桥平衡？ 13、直流电桥平衡的条件是什么？交流电桥平衡条件是什么？ 客观题答案分数：客观题答案分数： 1:幅度凋制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)(5 分) 2:直流、交流(5 分) 3:频率、幅值(5 分) 4:C(5 分) 5:C(5 分) 6:D(5 分) 7:B(5 分) 8:A(5 分) 9:B(5 分) 10:C(5 分) 主观题答案分数：主观题答案分数：(35(35 分分) ) 11、 答： 设调制信号为， 载波信号为， 已调信号为 对上式两边取傅里叶变换得 记 ， 根据傅里叶变换的性质可得 称与为已调波和调制波的频谱函数。可见，从频域看，调幅是将原 信号的频谱由原点平移至载波频率处， 如图所示。 为保证频移后的频谱不失真， 载波频率要大于或等于两倍调制信号的最高频率，通常取数倍至数十倍的 。将调幅波与载波再次相乘，得 对上式两边作傅里叶变换，得 再用低通滤波器滤除中心频率为 2的高频成分，将只剩下原调制信号的频谱， 即恢复原调制信号（幅值仅为原来的一半，可通过放大来补偿）。 12、答：交流电桥桥臂上的阻抗元件可以有不同的组合，但各种组合方式除了要 满足阻抗模的平衡条件外， 还应注意阻抗元件的配合， 以满足阻抗角的平衡条件。 Z1Z3=Z2Z4 上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻 抗的乘积相等。若电桥的相邻臂为纯电阻，则其它两臂必同为电感或同为电容， 若电桥的相对两臂为纯电阻，则其另一对角两臂必须一为电感，另一为电容。 13、答：直流电桥平衡的条件是两相对桥臂电阻值的乘积相等。交流电桥平衡必 须满足相对两桥臂阻抗模的乘积相等、阻抗角之和相等两个条件。 12、频域描述采用的数学工具是什么？说明周期信号和非周期信号频谱的特点。 客观题答案分数：客观题答案分数： 1:变宽(5 分) 2:离散性、谐波性、收敛性(5 分) 3:频域信号、频率(5 分) 4:离散性、谐波性、收敛性(5 分) 5:时间、集合(5 分) 6:压缩(5 分) 7:傅立叶变换、傅立叶级数(5 分) 8:压缩、卷积(5 分) 9:确定性、非确定性（随机）(5 分) 第第 6 章作业章作业(2013/6/10-2013/6/30) 题目内容：题目内容： 填空题填空题 1、频率不同的两个正弦信号，其互相关函数 =_。 2、数字信号是指明时间和幅值都具有_特性的信号。 3、自相关函数是_（奇或偶）函数，其最大值发生在 =_时刻，当时延趋于 无穷大时，周期信号的自相关函数仍然是同_的_。 选择题选择题 4、信号的自相关函数保持了原信号中的_信息。 A 频率 B 频率、幅值 C 频率、相位差 D 幅值、频率、相位差 5、设信号的自功率谱密度函数为窗函数，则自相关函数为_。 A sinc 函数 B 窗函数 C 正弦函数 D 零 6、采样序列属于_。 A 连续时间信号 B 频限信号 C 离散时间信号 D 时限信号 7、周期函数 x（t）的自相关函数为_函数。 A 周期 B 离散 C 连续 D 非周期 8、抗频混滤波一般采用_滤波器。 A 带通 B 高通 C 低通 D 带阻 9、数字信号处理中，采样频率与限带信号最高频率间的关系应为_。 A B C D 10、下列信号中，相关函数不为零的是_。 A 两个均值为零的随机信号 B 两个不同频率的周期信号 C 两个同频率的正弦信号 D 周期信号和随机信号 问答题问答题 11、什么是频混现象？怎样才能避免频谱混叠？ 12、简述利用自相关函数检测信号周期成分的方法。 客观题答案分数：客观题答案分数： 1:0(5 分) 2:离散(5 分) 3:偶、0、频率、周期信号(5 分) 4:B(5 分) 5:A(5 分) 6:C(5 分) 7:A(5 分) 8:C(5 分) 9:B(5 分) 10:C(5 分) 主观题答案分数：主观题答案分数：(3